Takip Edin

Biyoloji

BİYOTEKNOLOJİK AÇIDAN ÖNEMLİ ENZİMLER

Yayınlanma tarihi

-

OKUMA ZAMANI: 4 dakika

Biyoteknolojik açıdan önemli enzimlerden bahsetmeden önce biyoteknoloji ve enzim üzerine konuşalım Biyoteknoloji ; hücre ve doku biyolojisi kültürü, moleküler biyoloji, mikrobiyoloji, genetik, fizyoloji ve biyokimya gibi doğa bilimlerinin yanı sıra makine mühedisliği, elektrik-elektronik mühendisliği ve bilgisayar mühendisliği gibi mühendislik dallarından yararlanarak, DNA teknolojisiyle bitki, hayvan ve mikroorganizmaları geliştirmek, doğal olarak var olmayan veya ihtiyacımız kadar üretilemeyen yeni ve az bulunan maddeleri elde etmek için kullanılan teknolojilerin tümüdür. Enzimler, genel olarak canlı hücrelerce yapılan ve yaşamın devamı için gerekli bir reaksiyonu katalize eden protein veya protein benzeri yapıya sahip biyolojik katalizör şeklinde tarif edilmektedir. enzim teknolojisinin giderek gelişmesi, ürünlerin kullanım alanlarının çeşitliliği ve ekonomik değerlerinin çok yüksek olması gibi nedenlerden dolayı biyoteknolojide endüstriyel enzimler ile ilgili yapılan araştırmalar önem kazanmaktadır. bu yazımızda öncelikle enzimlerin özelliklerine değinip ardından biyoteknolojik açıdan önemli birkaç enzimden bahsedeceğiz.

BİYOTEKNOLOJİK AÇIDAN ÖNEMLİ ENZİMLER

BİYOTEKNOLOJİK AÇIDAN ÖNEMLİ ENZİMLER

Enzimler;İlk defa 1833 yılında Payan ve Persöz, alkol kullanmak suretiyle malt ekstresinden nişastayı sindiren enzimi presipitasyon yolu ile ayırt ettiler ve buna “Diastaz” adını verdiler. Daha sonra, 1836 yılında Schwan mide suyundan “Pepsin” i elde etti 1926’da Sumner ilk kristal enzim olan “Üreaz” ı izole etti.  Pepsin, tripsin ve kimotropsin’in Notrhrop tarafından kristal halde elde edilmeleri ise 1930-1936 yılları arasına rastlar. Halen 2000 kadar enzimin identifikasyonu yapılmış, bunlardan 250 kadarı da kristal elde elde edilmiştir.

Enzimler biyokatalizörlerdir,Temel 3 karakteristiğe sahip biyolojik maddelerdir.

  1.  Biyokimyasal reaksiyonları hızlandıracak güçtedir
  2. Reaksiyonun sonunda değişmemiş olarak çıkarlar
  3. Substrat derişimine göre çok az miktarda etkirler

 

Proteazlar

Proteaz enzimi, tüm canlı varlıklarda bulunan, büyüme ve çoğalma için gerekli olan bir enzimdir . Proteaz enzimi bitki, hayvan, mikroorganizmadan izole edilebilen bir enzimdir Yıllardan beri özellikle deterjan ve besin endüstrisinde kullanılıyor Proteinlerin hidrolizinde spesifik olarak katalitik bir rol oynayan, fizyolojik ve ticari
açıdan oldukça önemli enzimlerden biridir. Proteazlar, deterjan ve gıda endüstrisi basta olmak üzere; tekstil, deri, fotoğraf, ipek ve yem sanayileri ile çeşitli klinik uygulamalar ve eczacılık gibi birçok alanda kullanılmaktadır (21).
Gıda endüstrisinde kullanılan proteaz enzimi undaki proteinlere etki etmektedir. Proteazlar aktivitelerinin optimum olduğu pH aralığına göre asit, nötral ve alkali proteazlar olarak sınıflandırılırlar. Bunlar arasında alkalin proteazlar deterjan katkı maddesi olarak kullanılırlar. Günümüzde proteaz bazlı deterjan kullanımında çevre kirliliğini azaltması ve düşük yıkama sıcaklığında daha iyi performans ve temizleme özellikleri bakımından sentetik olanları tercih ediliyor.

Amilazlar

Bir karbohidraz olan alfa-amilaz enzimi ticari olarak kullanılan ilk enzimdir. Alfaamilaz enzimi, nişasta molekülündeki alfa-1,4 bağlarını parçalayarak glikoz, maltoz, maltotrioz ve alfa-limit dekstrinlerin oluşumunu sağlar. Nişasta, çok sayıda glikoz molekülünün farklı şekillerde bağlanmasıyla oluşmuş polisakkarit özellikte bir
bileşiktir. Bazı bakteriler ve mantarlar tarafından üretilen alfa-amilaz, beta-amilaz, glikoamilaz ve glikoizomeraz gibi enzimler nişastayı parçalama yeteneğine sahiptirler. Bu enzim günümüzde tekstil ve kağıt endüstrisinde,
nişastanın sıvılaştırılmasında, ekmek, glikoz ve fruktoz şurupları ve tutkal üretiminde, alkol fermantasyonunda kullanılmaktadırlar. Endüstriyel olarak üretilen ilk enzim 1894 yılında tedavi amaçlı kullanılan amilazdır.
Şu an Bacillus, Aspergillus ve Rhizopus türleri en önemli endüstriyel amilaz kaynakları olarak bilinmektedir. Bununla birlikte tüm dünyada mikrobiyal kaynaklı amilazlar araştırılmaktadır. Enzim pazarının yaklaşık %25‘i oluşturan amilazlar günümüz biyoteknolojisin de büyük öneme sahip enzimler arasındadır .

Lipazlar

Lipazlar, suda çözünmeyen trigliseritleri, di ve mono-açilgliseridlere, serbest yağ asitlerine ve gliserole hidrolizini katalizleyen enzimlerdir. Lipazlar, enzim sınıflandırmasında hidrolazlar (E.C.3), ester bağlarını parçalayanlar (E.C.3.1), karboksilik ester hidrolazlar (E.C.3.1.1) vetriaçilgliserol lipazlar (E.C.3.1.1.3) içinde yer almaktadırlar. Yağlar ve yağ asidi esterlerini hidroliz ederler. Lipaz üreten mikroorganizmalar; bakteri, maya ve küflerdir Lipazlar yağ asitlerinin zincir uzunluğu, doyma derecesi, yağ asidinin pozisyonu ve substrat’ın fiziksel durumuna
uygun spesifiklik gösterirler. Lipolitik enzimlerin aktivitesi süt endüstrisinde önemlidir. Lipitler suda çözünmezler ve eğer hücre için besleyici olarak işlev görürlerse, emilimi kolaylaştırmak için daha fazla kutuplu parçalarına hücre dışında yıkılmaları gerekmektedir. Bu yüzden, lipazların çoğu hücre dışında muhafaza edilmektedir. Lipaz enzimi Aspergillus türü küflerden fermantasyon yolu ile üretilmektedir.

β-Galaktozidazlar

β-Galaktozidaz termofillerde en çok çalışılmış enzimlerden birisidir. β-Galaktozidaz β1,4-D-glikozidik bağların hidrolizini katalizler. 1951 yılında özellikleri tanımlanan βgalaktozidaz enzimi üzerinde bu güne kadar çok sayıda çalışmalar yapılmıştır. bu enzim doğada yaygın dağılış göstermektedir  β-Galaktozidaz iki veya daha fazla karbonhidrat arasında veya bir karbonhidrat ile diğer bir bileşik arasındaki glikozidik bağlarını kıran enzim olarak bilinen glikozil hidrolazların  bir üyesidir. Bu enzim grubu, fonksiyonel benzerlik baz alınarak son
yıllara kadar geleneksel olarak sınıflandırılmıştır.  β-galaktozidaz besin endüstrisinde kullanılmaktadır . Bu enzim kullanılarak besin değeri yüksek olan peynir suyunun laktozdan kaynaklanan kristalizasyonu engellenmekte ve çok yüksek oranlardaki laktoz (% 70-80 kuru ağırlık), glikoz ve galaktoza hidrolizlenerek daha tatlı ve sindirilebilir hale getirilmektedir.

Ksilanaz

Ksilan hem0iselülozun başlıca bileşenidir ve hemiselülozlar doğada toplam biyokütlenin % 30-35’ini oluşturmaktadır. Yenilenebilen bu kaynaktan bugün gıda ve yem sanayi çeşitli yararlanırken kağıt sanayi ve ayrıca atık arıtım ve şekillerde değerlendirme proseslerinde de ksilana yönelik uygulamalar bulunmaktadır. Ksilanın tüm bu sanayilerdeki işleme ve değerlendirme basamaklarında enzimatik hidrolizi ön plana çıkmaktadır. Ksilanın enzimatik hidrolizinde yer alan başlıca enzim ise ß-1,4 bağları ile bağlanmış ksiloz birimlerinden oluşan iskeleti hidrolizleyen endo-1,4- ßksilanazlar (1,4-ß-D-ksilan ksilanohidrolaz) (EC 3.2.1.8) dır. Ksilanaz enzimi bakteri, maya ve fungus grubunda yer alan çeşitli mikroorganizmalar tarafından üretilebilmektedir . Çevresel düzenlemeler kağıt ve kağıt hamuru endüstrisinde ağartma işleminde klor kullanımını sınırlamıştır.

Günümüzde çevreyi endüstriyel atıklardan korumak için kağıt ve kağıt hamuru endüstrisinde mikrobiyal enzim sistemlerinin. uygulanması önem kazanmıştır. Bu nedenle çevre kirliliğini indirgeme yaklaşımlarından biri, kağıt hamurunun ksilanaz kullanılarak ön işlemlerden geçirilmesidir. Bu yaklaşım, ağartma kimyasallarının özellikle de klor bileşiklerinin önemli derecede indirgenmesine ve kirliliğin azaltılmasına izin vermektedir. Kağıt hamurunun ksilanaz kullanılarak ağartılması işlemi oldukça gelecek vaat etmektedir . Ekmekçilikte ise ksilanazlar hamurun yoğrulma özelliklerini, ekmek içi yapısını ve son ürün hacmini arttırarak, un kalitesindeki çeşitlilikten doğabilecek olan sorunların azaltılmasına yardımcı olurlar

 

                                                                                KAYNAKÇA

Reyhan Gül Güven Termofilik Bakteriler ve Biyoteknolojik Açıdan Önemli Bazı Enzimleri Elektronik Mikrobiyoloji Dergisi TR (Eski adı: OrLab On-Line Mikrobiyoloji Dergisi) Yıl: 2011 Cilt: 09 Sayı: 1 Sayfa: 1-10

Yorum Yaz

Yorum Yaz

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir